Tālāk par Docker Compose: Ražošanai gatavu konteinerizētu lietojumprogrammu orķestrēšana

Kopsavilkums

Docker Compose vienkāršo lokālo izstrādi un vienas iekārtas izvietošanu, definējot un palaidot vairāku konteineru Docker lietojumprogrammas. Tomēr tā iespējas ir ierobežotas ražošanas vidēs, kurām nepieciešamas tādas papildu funkcijas kā mērogošana, augsta pieejamība un automatizēta izvēršana. Pāreja no Compose uz ražošanai gatavu stratēģiju ietver tādu orķestrēšanas rīku kā Kubernetes vai Docker Swarm nepieciešamības izpratni. Šis ceļvedis izpētīs Compose trūkumus ražošanā un izklāstīs pamatprincipus un praktiskos soļus, lai uzticami un droši pārvaldītu konteinerizētas lietojumprogrammas mērogā, pārejot tālāk par vienkāršām vienas iekārtas izvietošanām.

Tālāk par Docker Compose: Ražošanai gatavu konteinerizētu lietojumprogrammu orķestrēšana

Daudziem izstrādātājiem Docker Compose ir bijis vārti uz konteinerizāciju. Tas eleganti definē un pārvalda vairāku konteineru lietojumprogrammas, padarot lokālo izstrādi un testēšanu par vienkāršu uzdevumu. docker-compose.yml fails kļūst par vienīgo patiesības avotu jūsu lietojumprogrammas pakalpojumiem, tīkliem un apjomiem. Tomēr, kad runa ir par šo lietojumprogrammu izvietošanu ražošanas vidē, paļaušanās tikai uz Docker Compose var radīt ievērojamas problēmas. Ražošana prasa vairāk nekā tikai konteineru palaišanu; tā prasa noturību, mērogojamību, automatizētu pārvaldību un spēcīgu drošību. Šis raksts padziļināsies, kāpēc Docker Compose ir nepietiekams ražošanai, un palīdzēs jums izveidot patiesi ražošanai gatavas konteinerizētas izvietošanas.

Docker Compose ierobežojumi ražošanā

Docker Compose lieliski definē jūsu lietojumprogrammas steka ko – pakalpojumus, to konfigurācijas un to, kā tie savienojas. Tas ir fantastiski priekš:

• Lokālā izstrāde: Tīmekļa servera, datubāzes un kešošanas slāņa palaišana ar vienu komandu (docker-compose up).
• Testēšana: Konsekventu, izolētu vidu izveide integrācijas vai gala līdz galam testu veikšanai.
• Vienas iekārtas izvietošana: Ļoti maziem lietojumprogrammu vai iekšējo rīku gadījumā, kas darbojas vienā serverī, Compose var pārvaldīt dzīves ciklu.

Tomēr tā ierobežojumi kļūst acīmredzami, apsverot ražošanas vides prasības:

• Orķestrēšanas trūkums: Compose pēc būtības netiek galā ar pakalpojumu mērogošanu uz augšu vai uz leju atkarībā no slodzes. Tas nevar automātiski restartēt neizdevušos konteinerus vairākās mašīnās vai pārvaldīt pakāpeniskus atjauninājumus bez manuālas iejaukšanās.
• Vienas iekārtas atkarība: Compose ir paredzēts darbināšanai vienā Docker iekārtā. Ja šī iekārta sabrūk, visa jūsu lietojumprogramma apstājas. Nav iebūvēta mehānisma augstai pieejamībai vai lietojumprogrammas izplatīšanai pa serveru kopu.
• Ierobežotas veselības pārbaudes un pašdziedināšana: Lai gan Docker pašam ir pamata veselības pārbaudes, Compose integrācija ir elementāra. Tā nepiedāvā sarežģītas pašdziedināšanas iespējas, lai automātiski noteiktu un aizstātu neveselīgas instances.
• Nav papildu tīklošanas: Sarežģītiem, vairāku iekārtu tīklošanas scenārijiem Compose pārklājuma tīklu iespējas ir ierobežotas salīdzinājumā ar īpašiem orķestratoriem.
• Manuāla izvietošana: Atjauninājumu izvietošana bieži ietver konteineru apturēšanu, jaunu attēlu vilkšanu un restartēšanu, kas var izraisīt dīkstāvi. Compose nevar nodrošināt izvietošanu bez dīkstāves.

Būtībā Docker Compose ir spēcīgs rīks konteinerizētu lietojumprogrammu definēšanai un palaišanai, taču tas nav orķestrators. Ražošanai jums ir nepieciešama sistēma, kas var pārvaldīt konteinerus vairāku mašīnu kopā, nodrošinot pieejamību, mērogojamību un noturību.

Nepieciešamība pēc konteineru orķestrēšanas

Konteineru orķestrēšanas platformas ir izstrādātas, lai automatizētu konteinerizētu lietojumprogrammu izvietošanu, mērogošanu un pārvaldību. Tās nodrošina nepieciešamos rīkus, lai pārsniegtu Docker Compose vienas iekārtas ierobežojumus un izveidotu spēcīgas, kļūdu tolerantas sistēmas. Orķestratora galvenās funkcijas ietver:

• Plānošana: Izlemšana, kura kopas mezgls jāpalaiž konkrētam konteineram, pamatojoties uz resursu pieejamību un ierobežojumiem.
• Mērogošana: Automātiski palielinot vai samazinot konteineru instanču skaitu, lai apmierinātu pieprasījumu.
• Slodzes balansēšana: Ienākošās trafika sadalīšana pa vairākām pakalpojumu instancēm.
• Pakalpojumu atklāšana: Ļaujot konteineriem atrast un sazināties savā starpā, pat ja instances tiek izveidotas vai iznīcinātas.
• Pašdziedināšana: Neizdevušos konteineru vai mezglu noteikšana un to automātiska pārrēķināšana vai aizstāšana.
• Pakāpeniskas atjaunināšanas un atgriešanās: Jaunu lietojumprogrammu versiju izvietošana bez dīkstāves un iespēja ātri atgriezties pie iepriekšējās versijas, ja rodas problēmas.
• Konfigurācijas pārvaldība: Lietojumprogrammu konfigurāciju un noslēpumu droša pārvaldība.

Pāreja uz ražošanu: Galvenie jēdzieni un rīki

Kad esat gatavi pāriet no izstrādes uz ražošanu savām konteinerizētajām lietojumprogrammām, jums būs jāpieņem orķestrēšanas stratēģija. Visievērojamākie spēlētāji šajā jomā ir Kubernetes un Docker Swarm, lai gan pastāv arī citi.

1. Kubernetes (K8s)

Kubernetes ir kļuvis par de facto standartu konteineru orķestrēšanai. Tā ir spēcīga, elastīga un ļoti mērogojama platforma, ko sākotnēji izstrādājis Google. Lai gan tai ir stāvāka mācīšanās līkne nekā Docker Compose, tās iespējas ir nepārspējamas sarežģītu ražošanas vidu pārvaldīšanai.

Galvenie Kubernetes jēdzieni:

• Pod (Pāksts): Mazākās izvietojamās vienības Kubernetes. Pāksts ir jūsu kopas palaistā procesa vienas instances attēlojums, un tas var saturēt vienu vai vairākus cieši saistītus konteinerus, kas koplieto resursus.
• Deployments (Izvietojumi): Apraksta jūsu lietojumprogrammas vēlamo stāvokli, ieskaitot Pāksts veidni un repliku skaitu. Izvietojumi pārvalda pakāpeniskus atjauninājumus un atgriešanos.
• Services (Pakalpojumi): Abstraktā koncepcija, kas definē loģisku Pākstu kopu un politiku, kā tiem piekļūt. Pakalpojumi nodrošina stabilas IP adreses un DNS vārdus jūsu lietojumprogrammām.
• Namespaces (Vārdu telpas): Nodrošina mehānismu resursu grupu izolēšanai vienas kopas ietvaros.
• Ingress: Pārvalda ārējo piekļuvi pakalpojumiem kopā, parasti HTTP.

Pāreja no Compose uz Kubernetes:

Lai gan jūs nevarat tieši palaist docker-compose.yml failu Kubernetes, ir rīki un stratēģijas, kas palīdz:

• Skaffold vai Tilt: Šie rīki palīdz racionalizēt izstrādes darba plūsmu, automatizējot būvēšanas, vilkšanas un izvietošanas procesu uz Kubernetes.
• Kompose: Konvertēšanas rīks, kas pārvērš Docker Compose failus Kubernetes objektiem (YAML manifestiem). Lai gan tas ir labs sākumpunkts, jums gandrīz vienmēr būs jāprecizē ģenerētie manifesti ražošanai.
• Manuāla manifestu izveide: Kubernetes YAML manifestu izpratne ir ļoti svarīga. Jūs definēsiet savus Izvietojumus, Pakalpojumus un citus resursus manuāli vai pielāgojot Kompose izvadi.

2. Docker Swarm

Docker Swarm ir Docker vietējā kopu un orķestrēšanas risinājums. To ir vienkāršāk iestatīt un pārvaldīt nekā Kubernetes, padarot to par labu iespēju mazākām komandām vai mazāk sarežģītām izvietošanām.

Galvenie Docker Swarm jēdzieni:

• Pakalpojumi: Kubernetes Izvietojumu ekvivalents. Jūs definējat pakalpojumu, un Swarm nodrošina, ka tiek palaists vēlamais repliku skaits.
• Staki: Veids, kā grupēt vairākus pakalpojumus kopā, līdzīgi kā Docker Compose failā, bet Swarm gadījumā.
• Mezgli: Atsevišķas Docker iekārtas, kas ir daļa no Swarm kopas.
• Vadītāju mezgli: Kontrolē Swarm kopu.
• Darba mezgli: Palaida lietojumprogrammu konteinerus.

Pāreja no Compose uz Swarm:

Docker Swarm ir lieliska saderība ar Docker Compose failiem. Jūs bieži varat izvietot Compose failu tieši Swarm ar minimālām modifikācijām:

docker stack deploy -c docker-compose.yml my_stack

Šī komanda izvietos jūsu pakalpojumus, kas definēti docker-compose.yml, kā Swarm staku. Tomēr patiesai ražošanas gatavībai jums joprojām vajadzēs apsvērt Swarm specifiskās konfigurācijas mērogošanai, pakāpeniskai atjaunināšanai un tīklošanai.

Ražošanai gatavas Docker mitināšanas paraugprakses

Neatkarīgi no izvēlētā orķestrēšanas rīka, vairākas paraugprakses ir būtiskas, lai uzticami un droši palaistu konteinerizētas lietojumprogrammas ražošanā:

1. Optimizējiet savus Docker attēlus:

   • Daudzposmu būvēšana: Izmantojiet daudzposmu būvēšanu, lai izveidotu mazākus, drošākus attēlus, atdalot būvēšanas atkarības no izpildlaika atkarībām. Tas samazina uzbrukuma virsmu un attēla izmēru.
   • Minimizējiet slāņus: Apvienojiet RUN komandas, kur tas ir loģiski, lai samazinātu attēla slāņu skaitu.
   • Izmantojiet specifiskas atzīmes: Vienmēr izmantojiet specifiskas attēlu atzīmes (piemēram, python:3.9-slim), nevis latest, lai nodrošinātu reproducējamu būvēšanu.
   • Tīrīšana: Pēc instalēšanas noņemiet nevajadzīgus failus, kešus un būvēšanas rīkus.

2. Resursu pārvaldība:

   • Iestatiet resursu ierobežojumus: Konfigurējiet CPU un atmiņas ierobežojumus saviem konteineriem. Tas novērš nekontrolējamu procesu patērēšanu visu iekārtas resursu un citu lietojumprogrammu ietekmēšanu.
   • Uzraudziet resursu lietojumu: Ieviesiet uzraudzību, lai izsekotu resursu patēriņu un identificētu iespējamus pudeļu kaklus vai pārmērīgu nodrošinājumu.

3. Pastāvīgu datu pārvaldība:

   • Izmantojiet Docker apjomus: Datiem, kuriem jāpastāv ilgāk par konteinera dzīves ciklu (piemēram, datubāzēm, lietotāju augšupielādēm), izmantojiet Docker apjomus. Tos pārvalda Docker, un tie ir vēlamais veids, kā apstrādāt pastāvīgu krātuvi.
   • Orķestratora pārvaldīta krātuve: Orķestrētajās vidēs izmantojiet orķestratora nodrošinātos krātuves nodrošinātājus (piemēram, Kubernetes Persistent Volumes) sarežģītākiem krātuves risinājumiem.

4. Drošība ir vissvarīgākā:

   • Darbiniet kā ne-root lietotājs: Konfigurējiet savus konteinerus, lai lietojumprogrammas darbinātu kā ne-root lietotājs. Tas ievērojami samazina iespējamās konteinera izbēgšanas ietekmi.
   • Minimālās privilēģijas: Piešķiriet konteineriem tikai tās atļaujas, kas tiem absolūti nepieciešamas. Izvairieties palaist konteinerus ar --privileged režīmu, ja vien tas nav absolūti nepieciešams.
   • Tīkla segmentācija: Izmantojiet Docker tīklus, lai izolētu pakalpojumus. Ierobežojiet tīkla piekļuvi starp konteineriem tikai tam, kas nepieciešams, lai tie varētu sazināties.
   • Skenējiet attēlus pēc ievainojamībām: Integrējiet attēlu skenēšanas rīkus savā CI/CD cauruļvadā, lai noteiktu zināmas ievainojamības jūsu bāzes attēlos un lietojumprogrammu atkarībās.
   • Regulāri atjauniniet Docker un iekārtu: Regulāri atjauniniet savu Docker dzinēju un iekārtas operētājsistēmu, lai novērstu drošības ievainojamības.
   • Drošiniet Docker dēmonu: Nepakļaujiet Docker dēmona ligzdu tīklam bez atbilstošas autentifikācijas un autorizācijas.
   • Izmantojiet uzticamus bāzes attēlus: Sāciet ar oficiāliem vai labi uzturētiem bāzes attēliem no uzticamiem avotiem.
   • Izmantojiet drošības funkcijas: Izprotiet un izmantojiet Linux drošības funkcijas, piemēram, seccomp, AppArmor un SELinux, ko var palīdzēt pārvaldīt orķestratori.

5. Reģistrēšana un uzraudzība:

   • Centralizēta reģistrēšana: Konfigurējiet savus konteinerus, lai nosūtītu žurnālus uz centralizētu reģistrēšanas sistēmu (piemēram, ELK steku, Splunk, Loki). Tas atvieglo problēmu meklēšanu, analīzi un novēršanu visā jūsu lietojumprogrammā.
   • Lietojumprogrammas veiktspējas uzraudzība (APM): Ieviesiet APM rīkus, lai gūtu ieskatu lietojumprogrammas veiktspējā, identificētu pudeļu kaklus un izsekotu kļūdas.
   • Veselības pārbaudes: Konfigurējiet spēcīgas veselības pārbaudes saviem pakalpojumiem, lai orķestrators varētu precīzi noteikt to statusu.

6. Automatizējiet izvietošanu (CI/CD):

   • Nepārtraukta integrācija (CI): Automatizējiet lietojumprogrammas būvēšanas, testēšanas un iepakošanas Docker attēlos procesu, kad vien tiek veiktas koda izmaiņas.
   • Nepārtraukta izvietošana/piegāde (CD): Automatizējiet šo attēlu izvietošanu jūsu ražošanas vidē, ideālā gadījumā ar nulles dīkstāves stratēģijām.
   • Versiju kontrolējiet visu: Saglabājiet savus Dockerfailus, docker-compose.yml (vai orķestratora manifestus) un CI/CD cauruļvadu konfigurācijas versiju kontrolē.

Secinājums

Docker Compose ir nenovērtējams rīks konteinerizētu lietojumprogrammu izstrādes un lokālās izvietošanas vienkāršošanai. Tomēr tā ierobežojumi kļūst acīmredzami, mērogojoties uz ražošanu. Augstas pieejamības, automatizētas mērogošanas, nulles dīkstāves izvietošanas un spēcīgas drošības sarežģītība prasa tādu konteineru orķestrēšanas platformu kā Kubernetes vai Docker Swarm pieņemšanu. Izprotot orķestrēšanas pamatprincipus un ieviešot paraugprakses attēlu optimizēšanai, resursu pārvaldībai, drošībai, reģistrēšanai un automatizācijai, jūs varat pārliecinoši pāriet no izstrādes uz uzticamu, mērogojamu un drošu ražošanas vidi savām konteinerizētajām lietojumprogrammām. Ceļojums tālāk par Docker Compose ir kritisks solis, lai pilnībā izmantotu konteinerizācijas jaudu jūsu biznesam.